More than six thousand light years from the surface of the earth, a rapidly spinning neutron star called the Black Widow pulsar blasts its companion brown dwarf star with radiation as the two orbit each other every 9 hours. Standing on our own planet, you might think you’re just an observer of this violent ballet. But in fact, both stars are pulling you towards them. And you’re pulling back, connected across trillions of kilometers by gravity.
6千光年以上 地表面から離れたところに 高速で回転している 中性子星があります ブラックウィドウパルサーです 連星である褐色矮星に 放射線を放ちながら 互いのまわりを 9時間ごとに公転しています この地球に立って あなたはこの舞踏の観察者に 過ぎないように思えるでしょう しかし 実はこれら2つの星は あなたを引っ張っています そしてあなたは 何兆キロメートルも離れながらも 引力によって引っ張り返しています 何兆キロメートルも離れながらも 引力によって引っ張り返しています
Gravity is the attractive force between two objects with mass— any two objects with mass. Which means that every object in the universe attracts every other object: every star, black hole, human being, smartphone, and atom are all constantly pulling on each other. So why don’t we feel pulled in billions of different directions? Two reasons: mass and distance.
引力とは質量のある2つの 物体間にはたらく引き寄せけあう力です どんな質量のある物体にも はたらきます つまり宇宙にあるすべての物体は すべての物体を引き寄せているのです 星、ブラックホール、 人間、スマートフォン、そして原子 すべてが常に お互いを引き寄せあっています ではなぜ私たちは四方八方に 引き寄せられているのを感じないのでしょうか 理由は2つあります 質量と距離です
The original equation describing the gravitational force between two objects was written by Isaac Newton in 1687. Scientists’ understanding of gravity has evolved since then, but Newton’s Law of Universal Gravitation is still a good approximation in most situations. It goes like this: the gravitational force between two objects is equal to the mass of one times the mass of the other, multiplied by a very small number called the gravitational constant, and divided by the distance between them, squared. If you doubled the mass of one of the objects, the force between them would double, too. If the distance between them doubled, the force would be one-fourth as strong.
2つの物体間にはたらく引力を表す 最初の等式は アイザック・ニュートンによって 1687年に書かれました それから学者たちの引力に対する理解は 進みましたが ニュートンの万有引力の法則は 良好な近似として まだほとんどの状況で使えます このような法則です 2つの物体間にはたらく引力 つまり万有引力は (物体の質量× もう1つの物体の質量)に 万有引力定数と呼ばれる とても小さな定数を掛け それから物体間の距離を 2乗したもので割ったものに等しいです 片方の物体の質量を倍にすると 物体間にはたらく力も倍になります 物体間の距離を倍にすると 力は4分の1の強さになります
The gravitational force between you and the Earth pulls you towards its center, a force you experience as your weight. Let’s say this force is about 800 Newtons when you’re standing at sea level. If you traveled to the Dead Sea, the force would increase by a tiny fraction of a percent. And if you climbed to the top of Mount Everest, the force would decrease— but again, by a minuscule amount.
あなたと地球のあいだの引力は あなたを地球の中心へと引き寄せています この力は体重として感じています 例えばこの力が 海面で800ニュートンならば 死海では この力はほんの少しの割合だけ 大きくなるでしょう エベレスト山の頂上では これまた非常に小さい割合でですが この力は小さくなります
Traveling higher would make a bigger dent in gravity’s influence, but you won’t escape it. Gravity is generated by variations in the curvature of spacetime— the three dimensions of space plus time— which bend around any object that has mass. Gravity from Earth reaches the International Space Station, 400 kilometers above the earth, with almost its original intensity. If the space station was stationary on top of a giant column, you’d still experience ninety percent of the gravitational force there that you do on the ground. Astronauts just experience weightlessness because the space station is constantly falling towards earth. Fortunately, it’s orbiting the planet fast enough that it never hits the ground.
より高いところへ行くと 引力の影響は大きく減りますが あなたは引力から 逃れることはできません 引力は3次元に時間軸を加えた 「時空」の湾曲によって生み出されます 質量のある あらゆる物体の周りで 生じるゆがみです 地球の引力は 地上400キロメートルにある 国際宇宙ステーションにも ほぼそのままの強さで届きます もし宇宙ステーションが 巨大な柱の上で静止していたら ここでは地上での引力の 90%の引力がかかります 宇宙飛行士が 無重力を経験するのは 宇宙ステーションが常に地球へと 落ち続けているのからです 軌道を外れない速さで 地球の周りを飛んでいるのです
By the time you made it to the surface of the moon, around 400,000 kilometers away, Earth’s gravitational pull would be less than 0.03 percent of what you feel on earth. The only gravity you’d be aware of would be the moon’s, which is about one sixth as strong as the earth’s. Travel farther still and Earth’s gravitational pull on you will continue to decrease, but never drop to zero.
あなたが40万キロメートル離れた 月の表面に行けたとしたら 地球の引力は 地球上の引力の0.03%以下です 地球の6分の1の強さの 月の引力しか感じられないでしょう より離れたところに行くと 地球があなたを引く力は減り続けますが 決してゼロになることはありません
Even safely tethered to the Earth, we’re subject to the faint tug of distant celestial bodies and nearby earthly ones. The Sun exerts a force of about half a Newton on you. If you’re a few meters away from a smartphone, you'll experience a mutual force of a few piconewtons. That’s about the same as the gravitational pull between you and the Andromeda Galaxy, which is 2.5 million light years away but about a trillion times as massive as the sun.
私たちは安全に 地球に立っているといっても 遠くの天体や地上にある近くのものから 弱い力で引き寄せられています 太陽はあなたに0.5ニュートンの力を 及ぼしています あなたは数メートル離れた スマートフォンからも 1兆分の数ニュートンの 力を受けています これはあなたと アンドロメダ銀河の間の 引力とほぼ同じです これは250万光年も遠くにある 太陽の1兆倍の大きさの銀河です
But when it comes to escaping gravity, there’s a loophole. If all the mass around us is pulling on us all the time, how would Earth’s gravity change if you tunneled deep below the surface, assuming you could do so without being cooked or crushed? If you hollowed out the center of a perfectly spherical Earth— which it isn’t, but let’s just say it were— you’d experience an identical pull from all sides. And you’d be suspended, weightless, only encountering the tiny pulls from other celestial bodies. So you could escape the Earth’s gravity in such a thought experiment— but only by heading straight into it.
引力から自由になる 抜け穴もあります 周りの質量のあるものすべてが 常に私たちを引っ張っているなら もし地下深くへ トンネルを掘っていくと もし地下深くへ トンネルを掘っていくと 熱で焼かれたり潰されたりしないとしたら 地球の引力はどう変化するでしょう? 地球を完璧に球状だと仮定し ― 実際にはそうではありませんが ― 中心をくり抜いて入ったら まったく同じ大きさの引力が 全方向からかかって あなたは宙に浮き 体重も感じないでしょう ここでは他の天体からの僅かな引力しか はたらかないのです つまり地球の重力から逃げきる 思考実験的な方法は まっすぐ地球の中心に 向かうことしかありません